Seguimiento in situ y en tiempo real de las variables morfológicas del PVC mediante espectroscopia NIR

Monitoring In Situ and in Real Time the Morphological Variables of PVC Using NIR Spectroscopy

Este trabajo ilustra el uso de la espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS) para el seguimiento en tiempo real de la polimerización en suspensión del cloruro de vinilo. Los resultados obtenidos mostraron que es posible realizar un seguimiento in situ y en tiempo real de importantes propiedades morfológicas de las resinas de PVC, como BD (densidad aparente), CPA (absorción de plastificante en frío), PSD (distribución del tamaño de las partículas) y Dp (diámetro medio de las partículas). También se demostró por primera vez que es posible analizar cuantitativamente, con ayuda de la sonda NIRS in situ, la estructura morfológica de las partículas de PVC. Como consecuencia, se demostró que es posible inyectar dispersantes y variar la velocidad de agitación durante la reacción para controlar adecuadamente la BD, el CPA y la PSD del PVC, antes de alcanzar el punto de identificación de partículas. A través de las estrategias de monitorización y control propuestas, es posible anticiparse a las perturbaciones del reactor (aumentando la seguridad del proceso) y reducir el tiempo necesario para el desarrollo de resinas con diferentes características morfológicas (evitando pérdidas causadas por fuera de especificación), permitiendo optimizar el proceso de desarrollo del producto.

INTRODUCCIÓN

Las industrias de ​polimerización trabajan con la idea de aumentar la productividad de productos de alta calidad al menor coste posible y utilizando procesos más flexibles y seguros. Esto está fuertemente motivado por la agresiva competencia comercial, el aumento de las expectativas de calidad de los clientes y la presión de la sociedad por procesos y plantas respetuosos con el medio ambiente. Estos cambios pueden afrontarse de forma más eficiente con la ayuda de técnicas de modelización, control y optimización de procesos.

A menudo se requieren resinas poliméricas con propiedades especiales para una aplicación determinada. Para lograr la producción de una resina polimérica con propiedades finales especificadas, la disponibilidad de técnicas de control eficaces puede no ser suficiente. La distancia entre el proceso de polimerización y la técnica de control debe reducirse con instrumentación precisa y robusta para la monitorización en línea, de modo que el controlador pueda ser correctamente alimentado con el estado real del proceso. La falta de instrumentos que puedan acoplarse directamente para medir y controlar la calidad de la resina polimérica se reconoce como el problema más crítico en el campo del control de los reactores de polimerización.

Los principales factores que limitan el desarrollo de estrategias para controlar las propiedades de los polímeros incluyen la disponibilidad y el coste limitados de la instrumentación en línea, la falta de una comprensión detallada de la dinámica del proceso y el comportamiento no lineal del proceso, que es muy sensible a las perturbaciones.